Как происходит передача энергии по металлической проволоке?

1

Ответы (4):

4

Теплопроводность веществ имеет несколько механизмов..

  • Первый механизм - это передача тепла с помощью изменения энергии колебаний молекул и атомов самого веществ - т.н. "тепловых колебаний"..
  • Второй механизм - передача тепла свободными носителями - электронами проводимости..

Есть ещё механизмы конвекции, если вещество находится в жидкой или газообразной фазе, они улучшают теплообмен..

Металлы обладают максимальной теплопроводностью, известных сейчас..Именно те самые электроны проводимости, которые фактически являются общими для всего тела обусловливают высокую проводимость для электрического тока, они же и обуславливают высокую теплопроводность..Объяснение этого - электроны имеют небольшую инерцию, не связаны в решётке и могут иметь большую кинетическую энергию и могут легко передавать её решётке.. Но это оочень упрощённое объяснение, точное объяснение находится в рамках теории твёрдого тела, а оно связано с квантовыми процессами, которые для понимания довольно сложны, здесь вводится понятие кванта тепловых колебаний решётки - фонона..

3

Передача тепловой (речь явно идет о ней) энергии по металлической проволоке происходит за счет свойства теплопроводности металла. Вид металла в данном случае не имеет значения – они все в большей или меньшей обладают подобным свойством. Неподвижно расположенные в структуре вещества молекулы начинают колебаться: чем выше температура, тем выше частота этих колебаний. При этом молекулы взаимодействуют со своими соседями, заставляя их также совершать колебательные движения.

Именно за счет этих колебаний и происходит передача энергии в металлах. Другие тела и вещества также обладают свойством теплопроводности, но оно у них намного слабее.

2

Температура это скорость движения частиц вещества. Передается в металлической проволоке на макроуровне механически от одной частицы другой. Рассматривая на микроуровне ни каких столкновений атомов непосредственно не происходит, а происходит взаимодействие полей.

Так же все тела излучают электромагнитную энергию прямо пропорционально температуре и этот процесс обратим: при поглощении веществом электромагнитного излучения происходит разогрев. Так энергия передается на дистанции, где взаимодействие полей ничтожно мало. Используется ли такой тип передачи энергии в толще вещества? Используется но не как основной а как дополнительный. Если поля взаимодействуют непосредственно, то квант электромагнитной энергии не выделится. Энергию одного поля перетечет в энергию другого непосредственно. Внутри относительно плотной проволоки происходят в основном непосредственное взаимодействия полей и поэтому теплопроводность ее выше чем , например, у газообразного вещества.

2
  1. Можно просто дёрнуть за один её конец, другой конец проволоки среагирует на это натяжение. Упругость.
  2. Можно по проволоке передать звуковую волну (некоторый аналог п.1).
  3. Можно нагреть один конец проволоки, температура нагрева перейдёт ко второму концу. Молекулы.
  4. Можно передать электрический ток. Электроны.

Related posts